1 可再生能源或清洁能源都包括哪些能源? 2太阳能的转换利用方式有哪三种方式? 3 太阳能电池将太阳能转换
清洁能源是不排放污染物的能源,包括核电站和“可再生能源”。
清洁能源包括:太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能、水电、核能、新能源汽车、生物质能、天然气水合物等。
太阳能的应用非常广泛,可分为三大类:
太阳热利用,太阳能光伏发电,太阳能光化学。
太阳能的热利用方式有很多,比如,太阳房,太阳能干燥,太阳能除湿,太阳能空调系统,太阳光聚热发电,太阳能海水淡化等,最典型的应用就是太阳能热水器;
太阳能光伏,就是利用太阳能电池,直接把太阳能转换成电能。 太阳能光伏发电系统,太阳能充电器,太阳能路灯,太阳能汽车,......
太阳能光化学,模仿树叶合成有机物。
不光无害,还节能环保。应该大力推广。
(1)地源热泵技术属可再生能源利用技术。由于地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源(通常小于400米深)作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地能,是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳能量,比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制,真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源,使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。
(2)地源热泵属经济有效的节能技术。其地源热泵的COP值达到了4以上,也就是说消耗1KWh的能量,用户可得到4KWh以上的热量或冷量。[1]
(3)地源热泵环境效益显著。其装置的运行没有任何污染,可以建造在居民区内,没有燃烧,没有排烟,也没有废弃物,不需要堆放燃料废物的场地,且不用远距离输送热量。
(4)地源热泵一机多用,应用范围广。地源热泵系统可供暖、空调,还可供生活热水,一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统;可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑,更适合于别墅住宅的采暖。
水力平衡分配器
(5)地源热泵空调系统维护费用低。地源热泵的机械运动部件非常少,所有的部件不是埋在地下便是安装在室内,从而避免了室外的恶劣气候,机组紧凑、节省空间;自动控制程度高,可无人值守。
由以上的特点可以看出,地源热泵技术以后可得到广泛的应用。
然而,地源热泵要实现制冷制热,则需要给它提供动力来输送制冷制热管道中的循环水,传统机房可提供动力,但施工起来比较复杂,难度高,周期长,采购的材料种类多,需库存,漏水隐患大等等问题,针对这些问题,市场上开发了一款新型的动力输配系统设备-----节能空调机房。此机房系统是将传统机房中的所有部件进行集成模块化,实行一体化安装的模式。不仅在施工难度上大大降低了,而且无需库存,漏水隐患大大降低了,还能与主机进行无限联动等等,由此可以看出,节能空调机房实为一款为暖通行业提供一整套的解决方案。
总而言之,节能空调机房、水力平衡分配器、多功能水箱与地源热泵的结合为整个暖通系统增加亮点,同时在安装上便捷了很多。施工时间、采购周期都大大缩短了,人工成本也将低了等等。由此可见节能空调机房与地源热泵的配合是未来暖通行业必然的发展趋势。
替代能源包括太阳能、风能、核能、地热、潮汐发电等等很多能源都有可能替代煤和石油,氦-3是一种已被世界公认的高效、清洁、安全、廉价的核聚变发电燃料。核能将替代煤,让发电更环保,并没有能源消失的后患。
石油也不只是燃料,而且是重要的工业原料,我们用的塑料大都来自石油。石油的问题不仅仅是能源问题。核聚变将替代核裂变,使核电成为高效、清洁、安全、廉价的能源,个人飞行器将替代汽车,让人可以在空中自由飞行。
扩展资料
1、天然气:如天然气汽车,天然气化工,优点是可以基本替代石油的功能,且储量和使用年限比石油长,石油才50年,天然气要200年,是最佳的能源。
2、可再生能源:太阳能、风能等,能源密度小,要通过电采用转换,可用来替代燃油汽车。
3、煤:煤化工也可作为原油的化工替代,但污染严重,需要开发清洁煤技术。
4、核能:主要是发电,替代柴油发电和供热等。
建筑中绿色能源的应用
导语:能源就是向自然界提供能量转化的物质(矿物质能源,核物理能源,大气环流能源,地理性能源)。能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲,人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界,能源的发展,能源和环境,是全世界、全人类共同关心的问题,也是我国社会经济发展的重要问题。
一、我国在建筑节能方面的概况
(一)绿色能源是一种与生态环境相协调的清洁能源
新能源和可再生能源的概念是1981年联合国在肯尼亚首都内罗毕召开的能源会议上确定的。它不同于目前使用的传统能源,具有丰富的来源,几乎是取之不尽,用之不竭,并且对环境的污染很小,是一种与生态环境相协调的清洁能源。联合国开发计划署(UNDP)目前将绿色能源分为三类:1.大中型水电2.新可再生能源,包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能3.传统生物质能。
(二)我国建筑能耗方面的概况
统计数据表明,中国建筑能耗的总量逐年上升,在能源消费总量中所占的比例已从上世纪70年代末的10%上升到近年的27.8%.我国是以煤炭为主要能源的国家,由于我国大部分地区的气候条件呈现夏热冬冷的特点,因此我国的建筑耗能量巨大,燃煤排放了大量有害物质,对环境造成了严重的污染和破坏。据统计,早在1999年我国排放CO26.67亿吨,居世界第2位,其中85%是由燃煤排放的2000年我国排放SO21995万吨,居世界第1位,其中90%是由燃煤排放的。由于污染物的排放造成57%的城市颗粒物超过国家标准,48个城市SO2浓度超过国家二级排放标准。种种数据表明,绿色能源在建筑中的应用和推广已经是迫在眉睫了。
(三)我国建筑节能的发展推动着绿色能源的应用
我国的建筑节能工作开始于20世纪80年代初期,通过各方积极努力,到1995年末,全国建成的节能建筑面积已达4700万平方米,到1998年节能建筑面积达到1亿平方米。各地相继建成一些建筑节能示范工程,如北京安苑北里小区、周庄小区、卧龙小区,天津倚华里小区,甘肃建筑科学研究院宿舍等,这些工程在节能方面都取得了良好的效果。为全面推广节能设计,我国制定了一系列的法规和标准,如《中华人民共和国节约能源法》、《民用建筑节能设计标准》、《既有建筑节能改造技术规程》、《采暖居住建筑节能检验标准》、《建筑节能管理规定》等。随着建筑节能法规和标准的逐步完善,我国的建筑节能事业将得到进一步的普及和推广。
二、绿色能源在建筑中的应用的研究
(一)开发利用绿色能源是保护生态环境,走可持续发展道路的重要措施
随着能源需求的不断增加,地球上不可再生能源的资源将进一步减少直至枯竭。为了社会的发展和人类的进步,在提高能源的使用效率、节约能源的同时还必须要开发和利用绿色环保并可再生的新能源。专家预测,到2060年,全球可再生能源的用量将发展到能源总用量的50%以上,成为未来能源结构的主要部分。采用绿色能源是保护生态环境,走可持续发展道路的重要措施。
(二)绿色能源是经济发展的需要
能源是人类生存与发展的重要基础,经济的发展依赖于能源的发展。当今能源问题已经成为全世界共同关注的问题,能源短缺成为制约经济发展的重要因素。从建筑材料的生产到建筑施工和建筑物的使用无时不在消耗着大量能源。资料统计,我国的建筑能源消耗占总能源消耗的25%以上,也就是说在全国总能耗中,有1/3是建筑能耗。太阳能和风能作为绿色能源一旦引入建筑,可以实现节约常规能源25%-30%,相当于建设了2000多个三峡水电站。虽然这是一个庞大的建筑一体化的系统工程,但也是可以逐步实现的。随着全世界对绿色能源的不断开发和利用,在建筑中采用新型能源的课题也是硕果累累。我国近几年在利用太阳能进行建筑供暖方面也取得了成功的经验,实现建筑能耗节省45%左右,效益是很明显的。因此在建筑中推广绿色能源技术势在必行。
(三)绿色能源是建筑节能和环境保护的需要
我们现在应用的能源主要是以煤炭、石油、天然气为主的不可再生能源。这些能源在使用过程中会排放大量的有害物质(二氧化碳、硫、氮氧化合物等),是造成大气污染和生态环境破坏的重要原因。因此,提倡建筑使用绿色能源,减少污染物的排放也是改善生存环境、提高生活质量的一种有效的方法。
(四)绿色能源技术应用于建筑必将在我国的建筑事业中发挥巨大作用
建筑消耗大量能源,当前我国建筑业发展迅猛,把节能、绿色环保、生态技术应用于工程是建筑发展的必然趋势。太阳能、风能、地热能等新型能源在建筑上的有效应用,不仅可以代替资源有限的传统能源,而且可以减少污染物的排放,保护生态环境,它的开发和利用具有广阔的前景和深远的意义。我国具有丰富的新能源资源,目前在太阳能利用方面发展迅速,太阳能电池发电技术在建筑上大量使用,太阳能热水器的用量也以每年20%的速度增长,预计到2015年,太阳能热水器的普及率将达到25%,太阳能发电系统的拥有量将达到320MW.另外,风能、地热能等方面的研发也取得了很大成就,预计新能源必将在我国的建筑事业中发挥巨大的作用。
三、生态节能技术和绿色能源在建筑上的实际应用
(一)生态节能技术在建筑设计上的实际应用
1.建筑规划布局合理。在建筑建设初期做好节能规划,建筑布局要有利于建筑节能。在北方地区尽量让建筑有一个好的向阳面,这样有利于冬季日照。在南方地区建筑通风和遮阳尤其重要,所以在建筑总体布局上应该考虑建筑群体的通风问题,在单体建筑应该考虑夏季遮阳问题。建筑周边绿化的合理布置也能起到建筑节能的作用。
2.建筑体型选择合理。在建筑设计过程中,单体建筑尽量选择外表面较少的建筑形体,因为体形系数较小的建筑能够有效地减少建筑能耗。
3.建筑材料使用合理。建筑的外围护材料对建筑的节能保温起着决定作用,如加气混凝土、粉煤灰砖、陶粒混凝土等材料的使用提高了建筑的节能指标。尤其是近几年采用的聚苯板、挤塑板及复合墙板等建筑外墙材料的使用进一步提高了建筑外墙保温效果,更先进的建筑外墙材料也在不断的被应用于建筑上。门窗也是建筑节能不容忽视的重要部位,因为外门窗的能耗占外墙能耗的一半以上,在建筑节能改造中有“墙改先改窗”的说法。由于我国前几年财力有限,所以门窗的节能改造落后于发达国家。现在随着国家财力的增加和新材料地不断涌现,新型的更加节能的门窗也在不断地应用于建筑上。
4.建筑设备选择及合理使用。建筑设备是建筑内部使用过程中的`主要能耗,选择节能效果好的建筑设备可以大大降低建筑运行成本。节能开关、节能空调、节能水泵等节能设备已经在建筑中普遍使用了,近几年建筑智能化的推广也在为建筑节能起着作用。
(二)绿色能源在建筑使用过程提供能源的应用
1.太阳能光伏发电是我们可利用的最清洁、最丰富的能源。在建筑屋顶及墙面安装太阳能电池发电系统,可以将太阳辐射能直接转换成电能,利用蓄电池组贮存太阳能电池受光照所发出的电能,并可以随时向用电设备供电,从而满足楼内的动力和照明系统的用电需求。太阳能电池发电技术具有许多优点,如安全可靠、无污染、不消耗常规燃料、不受地域限制、维修简便、适合在建筑物上安装等特点,它是当今世界上最具有发展前途的新能源利用技术。
2.太阳能热水系统也在某些地区应用到了冬季建筑采暖,也取得了一些成效。通过铺设在建筑屋顶及阳台下面的太阳能集热管采集热能,再通过循环系统,循环到室内的散热器来进行采暖。
3.地源热泵技术在建筑空调系统上的运用,是利用地表浅层中蓄存的能量,室外空气温度波动很大,但地表面几米以下的地温全年相对恒定的特点(地球表面温度通常保持在15℃左右),在夏季将室内多余的热量不断地排出而为大地所吸收,使建筑物室内保持适当的温湿度。这项技术具有低能耗、对环境影响小、维护费用较低以及设计灵活等突出特点,是一种高效、环保的能源利用系统。
4.将光导纤维技术用于室内应用于室内照明,是通过光导纤维式太阳光导入器和通过光学透镜将太阳光聚焦,用光缆把阳光传送到室内和地下室等地方的一种高科技产品。太阳光导入器安装在室外房顶、阳台、地面、墙壁等能一年四季均照得到太阳光的地方,通过光缆接入室内,这样每天从太阳升起到落下,室内都有固定(可移动)阳光的直射,10多个小时享受免费的太阳光。人们可以在室内阳光下休息、在阳光下工作、在阳光下看书学习、在阳光下用餐……,在人们的卧室、厨房、客厅、书房、办公室等,到处拥有太阳光。光导照明系统把阳光导入到室内来照明,是现如今最健康的照明方式,也是绿色建筑首选产品。
5.垂直风力发电机系统架设在屋顶,可以为建筑提供源源不断的绿色能源,也是多项节能环保措施的一种应用方式。建筑上使用更多科技含量高的新型能源设备和节能设备已经是一个趋势。高技术的绿色能源在建筑上的使用,将为我们节约巨大的资源,是一件造福人类的大事。
可燃冰:未来能源
最近,新华社播发了一条消息,报导了在我国南海发现了新型能源——“可燃冰”,从而使人们对“可燃冰”产生了极大的兴趣。
另类天然气
可燃冰顾名思义点火能燃烧,是一种非常规能源。它是天然气分手(除氢、氦和氖外)充填在水的晶体笼架中形成的冰状固体物,又叫(天然)气水合物或固体气。由于可燃冰中以甲烷(大于90%)为主,故也称甲烷水合物。充填甲烷的可燃冰1立方米可产出气164立方米和水0.8立方米,其能量密度是煤和黑色页岩的10倍左右,故是一种能量密度高的能源。
要形成可燃冰,必须同时具备三个条件:一是低温(0~1 0℃)、二是高压 (>1OMPa或水深300m及更深)、三是充足的气源。由于形成条件的制约,可燃冰通常仅分布在海洋大陆架外的陆坡、深海和深湖以及永久冰土带。大约27%的陆地(极地冰川冰土带和冰雪高山冻结岩)和90%的大洋水域是可燃冰的潜在区,其中大洋水域的30%可能是其气藏的发育区。
目前陆地上发现的可燃冰气藏与常规气藏赋存形式相同,都在成岩的层状地层中,因此开发上和常规气层开发基本相同。
陆上可燃冰气藏与海洋可燃冰气藏相比,气层厚度相对较大,并且均发现在含油气盆地中,气藏是下生上储型,气源是来自下伏地层中的常规气藏的热解气,因为甲烷的碳同位素组成通常为-41%。至-49%。
目前海洋中发现的可燃冰数量与规模比陆地上大,主要分布在东、西太平洋边缘、西大西洋边缘,此外,东大西洋边缘和印度洋有小量发现。中、北美洲沿岸发现最多。目前海洋中发现可燃冰多寡可能与研究调查程度详疏有关。随着研究和调查探查的增加,世界海洋中发现的可燃冰逐渐增加,1993年海底发现57处, 2001年增加到88处。海洋中每处可燃冰范围往往很大,美国东南海岸外的布莱克海岭可燃冰面积就有约26000平方千米。海洋可燃冰往往赋存于新生代成岩欠佳或未成岩沉积物中,在砂岩和粉砂岩中以细粒浸染状分布于孔隙中或以网脉状充填裂隙中,若在未成岩沉积物中通常呈团块状,絮云状、薄层状和透镜状,故含气整体性较差,但在砂岩储集层中含气整体性较好,海洋可燃冰在上新世地层中发现多。海洋可燃冰充填的天然气,大多数来自下伏同体系沉积层 (物)和同层沉积物形成的生物气为主,由甲烷碳同位素组成,通常为-57‰至-96‰。
由来已久
可燃冰(气水合物)的研究可追溯到200多年前。18— 19世纪是在实验室内的小规模的研究。1778年和1811年分别实验成功二氧化硫水合物和氯气水合物,此后至20世纪30年代前,实验获得了甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷,氮、二氧化碳、硫化氢、氩、氪和氙各自的水合物。30年代初苏联学者在西伯利亚输气管道中首次发现了自然形成的可燃冰,1946年苏联学者最先提出在永久冻土带有可燃冰的假想。 60年代开始,苏联、美国、德国、荷兰相继开展水合物的结构和热动力学研究。 1960年在西伯利亚发现了第一个可燃冰气藏--麦素雅哈气田,并于1969年投入开发,采气14年,总采气50.17 × 108m3(约为该气田总产气量的36%)。1972年美国学者和苏联学者分别在阿拉斯加北极斜坡第三系中和黑海海底沉积物中取得可燃冰天然样品。
世界第一个可燃冰气藏的发现和开发,以及在地层中可燃冰自然样品的获得,对20世纪后叶可燃冰的综合研究和勘探、评价及研究领域迅速扩大,研究国家不断扩大,起了重大推动作用。美国、日本、印度、俄罗斯、德国、美国、加拿大、挪威和巴基斯坦、荷兰在寻找海洋可燃冰上有较大的投入,并取得显著的进展。迄今,世界上至少有30多个国家和地区进行可燃冰的研究与调查勘探。
可燃冰勘探取得重大进展是依靠地震 BSR(似海底反射层)。BSR是海底地震反射剖面中一种地震反射层,位于海底下几百米沉积中且与海底地形近于平行。BSR为海底沉积物中可燃冰稳定带基底,其上是可燃冰或气藏赋存处。目前,世界海上可燃冰发现及范围圈定主要有赖于BSR。
20世纪末和21世纪初是利用BSR大力勘探海上可燃冰时期。除麦索雅哈气田可燃冰开发外,可燃冰均未开发。有的放矢的可燃冰钻探在能源匮乏的日本走在前面,在该国南海海槽已钻7口探井,还与加拿大合作在加拿大马更歇三角洲冰土带进行可燃冰钻探。
蕴藏丰富
可燃冰是潜力极巨大的超级潜在能源,在整体上和区域上其资源量是惊人的,但各家估测值不一(280×1012m3—5600000×1012m3)。目前对可燃冰中甲烷总量较为一致的估计是2.0×1016m3或2.1×1016m3,相当于当前已探明化石燃料(煤、石油和天然气)总含碳量的两倍,所以西方学者称其为是“21世纪能源”或“未来能源”。一些研究和勘探较深入地区发现可燃冰资源量是巨大的。据日本地质调查的估计,日本海及其周围可燃冰资源6×1012m3,按1995年日本耗气量计算可供100年使用。
我国可燃冰研究开始较晚。1990年中国科学院兰州冰川研究所冻土工程国家重点试验室与莫斯科大学冻土专业学者合作开展室内可燃冰合成试验;20世纪90年代中期石油大学郭天民等在实验室合成了可燃冰;90年代末和21世纪初西安交通大学刘芙蓉等从事可燃冰实验室研究并合成了可燃冰。1992年史斗等出版了“国外天然气水合物研究进展”(兰州大学出版社);1998年《天然气地球科学》出版了“天然气水合物专辑”(3—4期);2001年《天然气地球科学》(1—2期)为香山科学会议第160次即“天然气水合物研究现状及我国的对策”学术讨论出了专刊。90年代后期以来国家自然科学基金委员会还批准一些可燃冰基金项目。1996年末开展了“西太平洋水合物找矿前景与方法调研”、1998年完成了“中国海域气体水合物勘探研究调研”。1998—1999年863项目开展了“海底气体水合物资源探查的关键技术”研究,1999年广州海洋地质调查局在南海西沙海槽区至少在130千米地震剖面上发现了BSR;2000年广州海洋地质调查局在西沙海槽继续进行以可燃冰为目标的地震测量。经过两年多工作已大致圈出8000平方千米BSR可燃冰范围。此外,在台湾省东南和西南海底也发现了可燃冰。由于我国可燃冰研究只有十余年,因此关于我国可燃冰资源量总估价还为时过早,在去年2月底香山会议上姚伯初估计南海可燃冰资源量为(60—70)×1012m3;方银霞估计东海的资源量为24×1012m3;作者估计全国可燃冰总资源量不少于100×1012m3。从上可知,我国目前可燃冰只在实验室的、调研的、地震勘探(BSR)的初期研究和勘探阶段,未涉及钻探、开发勘探和研究。
尽管全世界可燃冰资源量准确数据有待进一步研究确定,但其量巨大不可置疑。由于可燃冰赋存形状复杂,故在开发上难度大,如开采后如何不漏失比CO2,大20倍温室效应的甲烷;对未成岩矿藏开采后如何防止水下电缆、工程受滑动影响破坏;把开采成本降到商业价位等问题,导致目前尚未进行商业开发。然而随着科学技术的进步,可燃冰作为新一代能源必将得到大量利用,弥补常规能源的不足。日本力争 2010年商业性开发可燃冰;美国企图在 2015年从海域或永久冻土带中进行可燃冰商业生产。
国外可燃冰研究和勘探都得到石油集团或公司的支持,我国三大石油公司在这方面显得十分逊色。为开发我国可燃冰,三大石油公司应支持我国可燃冰的研究和开发。
通过采用节能墙体材料或节能措施,大大提高建筑墙体的保温性能,从而减少建筑能耗
2)门窗节能系统
门窗是居住与室外自然环境沟通、交融的主要通道,其节能潜力巨大,采用节能材料或者节能措施的门窗可以有效降低建筑室内能耗
3)水系统
通过采用节水型器具和设备,以及回收用水系统,如中水冲厕系统,雨水绿化灌溉系统等实现水资源的合理和高校利用
4)雨水收集利用
手机建筑屋面雨水、路面雨水、利用人工湿地法、人工土壤滤池法等处理后作为多种用途的非饮用水,同时通过地面渗透,回灌补充地下水及地面水源。
5)可再生能源综合利用
开发利用可再生能源,如地源热泵供热、制冷;太阳能;光伏光热;风力发电等
6)自然通风利用
利用室外的风压作用和室内的热压作用形成自然通风,对降低建筑能耗,改善室内空气品质,提高室内人员舒适度具有重要意义。
7)节地系统
采取屋顶绿化,合理开发利用地下空间等措施,达到充分利用场地,节约土地的目标。
8)建筑材料节约利用
因地制宜开发利用本地建筑材料
9)人工湿地系统
人工建造的,可控制和工程化的,进行废水处理的湿地系统。一般由人工基质和生长在其上的水生植物,如芦苇,香蒲等组成。当污水通过系统时,其中污染物质和营养物质被系统吸收,转化或分解,从而使水质得到净化。
中国建筑科学研究院上海分院
建筑节能具体指在建筑物的规划、设计、新建(改建、扩建)、改造和使用过程中,执行节能标准,采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品。
提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率,加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证室内热环境质量的前提下,增大室内外能量交换热阻,以减少供热系统、空调制冷制热、照明、热水供应因大量热消耗而产生的能耗。
减少能源需求的方法:建筑规划与设计、围护结构、提高终端用户用能效率、提高总的能源利用效率。
扩展资料:
能源利用效率也称能源效率,简单地说就是每生产一个单位的GDP(或产品)所消耗的能源。所以,能耗越高效率越低,反之效率越高。衡量能源利用效率经常用以下几种方式:
1、单位产值能耗。
2、单位产品能耗。
3、主要耗能设备能源效率。
4、单位建筑面积能耗。
能源利用效率是衡量能量利用技术水平和经济性的一项综合性指标。通过对能源利用效率的分析,可以有助于改进企业的工艺和设备,挖掘节能的潜力,提高能量利用的经济效果。
参考资料来源:百度百科——建筑节能